Problemas de Balance de Materia con Solucion

BALANCE DE MATERIAPROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA. 1.- Las fresas contienen cerca de 15% por peso de sólidos y 85% por peso de agua. Para fabricar jalea de fresas se combina la fruta molida con azúcar en una proporción 45:55% en masa y la mezcla se calienta para evaporar el agua hasta que el residuo contiene un tercio de agua en masa. 4.9 a) Dibuje y marque el diagrama de flujo de este proceso b) Realice el análisis de grados de libertad y demuestre que el sistema tiene cero grados de libertad (es decir, el numero de variables de proceso desconocidas es igual al número de ecuaciones que las relacionan). En caso de que tenga demasiadas incógnitas piense que olvido hacer.) c) Calcule cuantas libras de fresa se requieren para hacer una libra de jalea SOLUCION: Balance parcial de masa para sólidos: 0,15 * Q1 = x * 1 lbm Balance parcial de masa para azúcar: (55/45) * Q1 = (0,667 – x) * 1 lbm → x = (0,15 * Q1)/lbm → (55/45) * Q1 = (0,667 – (0,15 * Q1/lbm)) lbm → Q1 = 0,486 lbm. Respuesta: 0,486 lbm de fresa para hacer una libra de jalea. Las corrientes de producto salen por las partes inferior y superior de la columna de destilación.0 H20/18 g Fraccion molar del metanol (5. y se analiza la corriente de destilado ligero y se encuentra que tiene 96.80x10^3)/(5.2.71x10^4 mol H2O /h g/kg)*(mol metanol/32.724kg H20/kg)(1000 2. Incluya en su lista las posibles violaciones a las suposiciones efectuadas en el inciso (b) 4.71*10^4)=0.276kg metanol/kg)*(1000g/kg)(mol metanol)=5.12 SOLUCION: Balance global b) balance global 100=m+163 . Se destilan 1000 kg /h de una mezcla que contiene partes iguales en masa de metanol y agua.0 % por peso de metanol a) Dibuje y marque el diagrama de flujo del proceso y haga el análisis de grados de libertad b) Calcule las fracciones másica y molar del metanol y las velocidades de flujo molar de metanol y agua en la corriente del producto pesado c) Suponga que se analiza la corriente de destilado pesado y se determina que la fracción molar de metanol es mucho mayor que el valor calculado en el inciso (b).80*10^3+2.500*1000=0. Se mide la velocidad de flujo del destilado pesado y se ve que es 673kg/h. Mencione todas las razones que se le ocurran para esta discrepancia.176 mol metanol/mol g H2O)= .960(327)+x(673)  x= 0. m=327kg/h Balance de metanol: 0.80 mol metanol/h (674kg/h)*(0.276kg CH3OH/kg Flujo molar de metanol y agua (673kg/h)*(0. 0% de B en la alimentación a esta columna.300*(100)=Xb2*n2 T balance 0. NO REALICE CALCULOS c) Calcule (i) el porcentaje de benceno en la alimentación del proceso ( es decir. Escriba en orden las ecuaciones que resolvería para calcular las variables desconocidas del proceso.250(100)=xt2*n2+0. La composición de esta corriente es 94.98n3 Balance molar total n2+23=100 B balance 0. El producto pesado contiene 98.3.0% mol de benceno (B). encierre en un circulo las variables que despejaría.96)(0. para una base de cálculo supuesta. 25.0% mol de X y nada de B y 96.0 mol % de B y el balance de T a) Dibuje y marque el diagrama de flujo para este proceso y haga el análisis de grados de libertad para probar que. la alimentación a la primera columna ) que emerge en el producto ligero de la segunda columna y (ii) el porcentaje de tolueno en la alimentación del proceso que emerge en el producto pesado de la segunda columna.020*n3 .0 % de X en la alimentación se recupera en esta corriente. 4.. En cada ecuación (o par de ecuaciones simultaneas).29 SOLUCION: Columna 1 96% X recuperada (0. es posible determinar las velocidades de flujo molar y las composiciones de todas las corrientes del proceso a partir de la información dad.450)(100)=0.0% de tolueno (T).Una Mezcla liquida que contiene 30. y el resto de xileno (X) se alimenta a una columna de destilación.El destilado ligero de la segunda columna contiene 97. El producto ligero se alimenta a una segunda columna . 250(100)) *100 =89 % .96 ml /h xb5=0.892 mol T /mol Benceno total recuperado (((0.Columna 2 97% B recuperado 0.95 mol/h n2=55.940n4+xb5*n5 T balance xt2*n2=0.892(24.1mol/h Xb2=0.431 mol T/mol n5=24.9 mol /h xt2=0.300)*100) *100 =97% Tolueno total recuperado=(0.97xb2n2=0.940n4 Balance total de molar n2=n4+n5 B balance xb2*n2=0.60n4+xr5*n5 B ) n3=44.95)/(0.940)()30.536 mol B/mol n4=30.036 mol B/mol xt5=0.96))/(0. 00 /Kg.00 mol h2so4/l *0.00)=$13.231kg solucion = 0.17(1. C) ¿Qué velocidad de alimentación de solución al 60% Lh se requerirá para dar 1250 Kgh del producto? Solución: a) Fracción masica del acido sulfúrico 4. Calcule la proporción de alimentación (litros de solución al 20% litro de solución al 60%). Calcule: A) La fracción másica del ácido sulfúrico en la solución del producto.800(100)+0. B) Tomando como base 100 Kg de la solución de alimentación al 20%.00 M1=0.Una mezcla de pintura que contiene 25% de un pigmento y el resto de agua se vende en $ 18.00/Kg.498) se mezclan para formar una solución 4.08 por kg Costo de venta 1. y otra que contiene 12% de pigmento se vende en $ 10. ¿En qué precio ($/Kg) deberá venderla para obtener una ganancia del 10%? Balance total: m1+m2=1.213).12*m2=0.400*m2=0.385($18.00)+0.385kg 25% de pintura M2= 0.4kg m3= 144 kg .139) y 60% en peso de H2 SO4 (GE= 1. Si un minorista produce una mezcla de pintura con 17% de pigmento.615 kg 12 % pintura Costo mezcla =0.00 molar (GE=1.10($13.39 por kg Dos soluciones acuosas de ácido sulfúrico que contienen 20% por peso de H2 SO4 (GE= 1. marcando masas y volúmenes y haga el análisis de grados de libertad.08)=14.667*m3 m2= 44.25*m1+0. dibuje y marque el diagrama de flujo del proceso.00 Balance de pigmento= 0.323 kg H2SO4 /kg solucion b) Balance de masa total 100+m2=m3 Balance de agua 0.0098kg H2SO4/mol H2SO4 * l solucion/1.615($10. pero también se saca de la cámara una torta solida que contiene el 5% del HF formado .0kg de amoniaco y 100. Una muestra de fluorospato (la materia prima) contiene 75 % en peso de CaF 2 y 25% de materiales inertes (no reactivos).4 kg % 60 solucion /144kgP * L/1.64 L 60 % solución v1/v2= 2. La mayor parte del HF producido sale de la cámara de reacción en forma de gas.40 pag 171 .. materiales inertes y acido sulfúrico que no reacciono . ¿Cuántos kg de torta se producen por cada 100 kg de fluorospato que se cargan en el proceso? 2.0kmol de NH3/h ¿Qué velocidad de alimentación de oxigeno (kmol/h) correspondería a 40. b) Si se alimenta el amoniaco a un reactor continuo a una velocidad de 100.4kg *L/1.498 kg = 87. 4.v1=100kg *L/1.498 kg solución = 257 L /h PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA. El acido sulfúrico puro que se emplea en el proceso representa un exceso del 30% respecto a la cantidad requerida en teoría._ El amoniaco se quema para formar oxido nítrico en la siguiente reacción: 4NH3+5O2 3S+2H2O a) Calcule la relación (lb-mol de O2 que reaccionan/lb-mol de NO formado).0kg de oxigeno a un reactor intermitente determine cuál es el reactivo limitante. el porcentaje en exceso del otro reactivo.además de CaSO4 . c) Si se alimentan 50.80 20 % solución v2=44.96 c) 1250kg P *44.0% de O2 en exceso?.El acido fluorhídrico (HF) se puede fabricar tratando fluoruro de calcio (CaF2) con acido sulfúrico (H2SO4). el grado de avance de la reacción (mol) y la masa de NO producido (g) si la reacción es completa. 1.498kg =29.